Химики давно знали, что повышенное давление ускоряет ход химической реакции.
И они зачастую пользовались повышенным давлением в своей работе. Но в прошедшие годы техника предоставляла химическим лабораториям только автоклавы и различные насосы — приборы, дающие сравнительно невысокие давления.
В настоящее время положение изменилось. Уже изобретены приборы, создающие давления в сотни тысяч атмосфер. Советский ученый Л. Ф. Верещагин разработал способ получения высоких давлений в десятки тысяч атмосфер не только в лаборатории, но и на производстве.
Ученые получили возможность исследовать, как ведут себя различные вещества под сверхвысоким давлением.
Оказалось, что свойства веществ резко меняются и могут быть созданы новые вещества с причудливыми свойствами, неизвестными ранее науке.
Желтый фосфор, который является хорошим изолятором и не проводит электрического тока, под давлением в 12 000 атмосфер превращается в свой полимер — черный фосфор. Химическая природа осталась та же, но это уже новое вещество. Оно — прекрасный проводник, не уступающий металлу. При высоком давлении и высокой температуре стекло растворяется в воде. Остается только щепотка белого порошка — кремневой кислоты. Бумага становится прозрачной, как стекло.
Расчеты показывают, что под давлением в 40 000 атмосфер и при температуре 2000 градусов графит превращается в алмаз.
Опыты, проделанные недавно академиком Н. Д. Зелинским, показали, что при высоком давлении молекулы не только быстрее вступают в реакцию, но и образуют более длинные цепи.
А ведь длиной молекулярных нитей определяется прочность сплетаемых из этих нитей волокон.
Чем длиннее будет молекулярная цепочка, тем крепче будет ткань, приготовленная из искусственного волокна.
Н. Д. Зелинский получил еще в 1946 году из этилового спирта под давлением в 5000 атмосфер новую пластмассу — политен.
В отличие от всех других известных нам пластических масс политен не «плывет» при повышении температуры, а ведет себя, как кристалл с определенной точкой плавления.
Замечательные диэлектрические свойства делают его незаменимым материалом для радиоустановок, в частности для радиолокационных приборов.
Политен представляет полимер этилена. Его маленькие молекулы, состоящие из двух атомов углерода и четырех атомов водорода, соединяются в цепочки длиной до 2000 звеньев.
Если заместить атомы водорода в этих звеньях фтором, то получается новое вещество — тефлон. Оно сохраняет высокие электроизоляционные свойства политена, но обладает значительно более высокой теплостойкостью и негорюче.
Атомы водорода в молекуле политена можно заместить фтором и хлором пополам.
Замещая атомы в боковых «ответвлениях» от главной углеродной цепи в полимерах разными атомами и молекулами, химики будут получать тысячи различных новых материалов с любыми заданными свойствами.
Одни будут негорючи и прочны, как сталь.
Другие будут гибки, эластичны, как резина, и смогут выдержать огромные электрические напряжения.
Третьи будут тугоплавки и морозостойки.
Четвертые — легче пуха.
Новые материалы помогут не только конструкторам и инженерам создавать мощные воздушные корабли для космических перелетов и огромные морские суда, но и позволят быстро и дешево строить большие здания, так как уже не нужно будет заготовлять штабели кирпичей, горы камня, кучи извести и тысячи бочек цемента.
На специальных заводах будет производиться массовая сборка серийных строительных деталей: стен с оконными и дверными проемами, полов, потолков из пластиков. Оконные рамы будут заполняться небьющимся стеклом, пропускающим ультрафиолетовые лучи. Детали можно будет изготовлять любой расцветки и формы. При сборке подобного здания отдельные его части — полы, потолки, стены — очень плотно прилегают друг к другу.
Детали стен и перекрытий будут изготовлять из микропористой пластмассы, непроницаемой для звука и тепла. Фундамент соберут из крупных пустотелых блоков, изолирующих дом от грунта.
В этом доме всегда будет тепло, не будет пыли и сырости.
Сборка 5—6-комнатного одноэтажного дома площадью 80—100 квадратных метров займет не более 5—6 часов. Большое здание в 10—15 этажей сможет быть собрано за месяц.
Не только наружные стены и внутренние перекрытия в этом доме будут изготовлены из пластиков. Раковины, умывальники, ванны, радиаторы центрального отопления, газовые и водопроводные трубы — все будет изготовлено из пластмасс.
В поисках сырья для изготовления пластмасс химики уже более полувека тому назад обратили внимание на белковые вещества. Ведь общее количество белка, которое входит в состав различных организмов, населяющих сушу, воду и атмосферу, исчисляется огромной цифрой — 10 000 000 000 000 000 тонн. Это в два с половиной раза больше запасов всех цветных и драгоценных металлов — меди, цинка, золота, серебра и других.
Огромный, неистощимый источник сырья. Но использовать его не так просто. Белки неоднородны по своей структуре, существует много «сортов» разных белков. У каждого «сорта» большая молекула устроена по-иному.
Пока химики умеют делать пластмассы из казеина и альбумина, скрепляя их молекулы метиленовыми «мостиками».
Но в недалеком будущем химики найдут подходящие «мостики» и для других «сортов» белковых веществ и станут изготовлять из этих веществ новые виды материалов.